Modelo atómico de Bohr

Imagina que tienes un objeto que empiezas a dividir en trozos cada vez más pequeños ¿serías capaz de dividir el objeto infinitamente o llegaría un momento en el que alcanzarías un bloque indivisible?

Los eruditos de la antigua Grecia se preguntaban lo mismo, y finalmente llegaron a la conclusión correcta: toda materia en el universo está hecha de pequeñísimos "granos". Llamaron a estos granos átomos (átomo = indivisible)

Más tarde, cuando los científicos pensaron que habían descubierto los bloques indivisibles, adoptaron el nombre Griego. Fue entonces cuando se descubrió que los átomos no eran indivisibles, sino que consistían en portones positivamente cargados, electrones negativamente cargados y neutrones, los cuales no tienen carga. Sin embargo, existía una incerteza respecto a la estructura del átomo, y los físicos que vivieron a principios del siglo XX trataron de aclararlo.

En 1911, Ernest Rutherford propuso el llamado modelo planetario del átomo. Según este modelo, cada átomo está compuesto de un núcleo positivamente cargado sobre el que orbitan electrones negativamente cargados de la misma forma que los planetas orbitan alrededor de las estrellas. No obstante, este modelo tenía un gran fallo, pues si los átomos funcionaran de esta manera, serían extremadamente inestables, ya que los electrones irradiarían toda su energía como resultado de la aceleración constante, cayendo prácticamente de inmediato en el núcleo.

En 1913, el físico Danés Niels Bohr introdujo su propio modelo del átomo. El modelo de Bohr es muy similar al modelo planetario. Sin embargo, Bohr específico tres reglas que debían ser cumplidas para que se mantuviera la estabilidad en el átomo:

1. Los electrones orbitan alrededor del núcleo creando órbitas circulares sin irradiar luz.
2. Las órbitas no se encuentran a una distancia arbitraria del núcleo, sino en niveles de energía permitidos. los cuales son múltiplos de la constante reducida de Planck (La constante reducida de Planck contiene un valor de la constante de Planck dividido por dos veces π). Debido a este fenómeno, se demuestra que la cuantización se aplica también a objetos con masa (en este caso, electrones)
3.  Los electrones pueden saltar de una órbita a otra. Cuando saltan de una órbita de menor energía a una de mayor energía, un electrón absorbe un cuanto de luz. Este proceso se le denomina excitación. A los electrones que están en un nivel mayor de energía que su nivel original se les denomina electrones excitados. Al contrario, cuando salta de una órbita de mayor energía a una de menor energía, el electrón emite un cuanto de luz. A los electrones que se encuentran en su nivel de energía original, se les dice que están en su estado fundamental.

Esquema de un electrón pasando de un orbital de alta energía
a uno de menor energía mientras emite un fotón.

 Si usamos el modelo de Bohr, la existencia de las denominadas líneas espectrales puede explicarse fácilmente. Una línea espectral es una línea oscura o brillante que interrumpe un espectro electromagnético continuo. Por ejemplo, si exponemos a un átomo (consideremos, por ejemplo, un átomo de helio) al espectro entero, una parte del espectro será filtrado al interactuar con el átomo, ya que ciertas frecuencias del espectro tienen exactamente la misma cantidad de energía necesaria para que los electrones del helio se muevan a una órbita de energía superior. Por tanto, esta parte del espectro será absorbida, Estas perturbaciones del espectro continuo son denominadas líneas de absorción. Los electrones de helio nunca llegarán a absorber la radiación restante ya que se si lo hicieran se encontrarían fuera de los niveles de energía permitidos.

No obstante, la radiación que fue previamente absorbida por los electrones será emitida poco tiempo después, cuando los electrones se muevan de las órbitas de mayor energía de vuelta a las de menor energía. por tanto se crean las denominadas líneas de emisión. Las líneas de absorción y emisión son únicas para cada elemento. Este hecho es utilizado cuando se quiere determinar la composición de objetos remotos en el espacio, cuando los científicos apuntan sus telescopios a cuerpos cósmicos distantes y averiguan su composición química a partir de las líneas que reciben.

Sin embargo, ni siquiera el modelo de Bohr es perfecto, y poco después de su publicación se reemplazó por un modelo más preciso, el modelo mecánico cuántico. A pesar de las imperfecciones, el modelo de Bohr aún presenta una importante transición entre la mecánica clásica y la cuántica, tal como se lee en los hallazgos de Planck referentes a la cuantización de los átomos.

Para más información, visitar:
http://www.eis.uva.es/~qgintro/atom/tutorial-08.html 
https://es.wikipedia.org/wiki/Modelo_atómico_de_Bohr 
https://astrojem.com/teorias/modelobohr.html